[發(fā)明專利]一種有桿泵機(jī)械采油工藝參數(shù)確定方法

有效

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• 申請日: 1999-07-15
• 公開（公告）號: CN1085772C
• 公開（公告）日: 2002-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭海金
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇石油勘探局石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00
• 代理公司: 北京市中實友專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 劉天語

本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，是一種有桿泵機(jī)械采油工藝參數(shù)確定方法。

在石油開采時采用有桿泵抽油方式的油井生產(chǎn)中，能耗費(fèi)用在采油變動成本中所占比例較大，隨著電價上漲，已大于12％。平均機(jī)采系統(tǒng)效率也是關(guān)系能耗的關(guān)鍵問題，我國“八五”平均為24％，這表明有大量的能量在舉升過程中浪費(fèi)掉了，如果機(jī)采系統(tǒng)效率從20.4％提高到30％，僅僅一個小油田每年可節(jié)約電費(fèi)1600萬元，同時可延長機(jī)、桿、泵、管的壽命，延長油井免修期及清防蠟周期，為油藏合理開發(fā)提供工藝保障，因此，提高機(jī)采系統(tǒng)效率有其廣闊的應(yīng)用前景。60年代末，美國就對此做了大量的研究工作，并于1984年將其研究成果應(yīng)用于加利福尼亞的1065口井中，平均機(jī)采系統(tǒng)效率達(dá)到29.4％，國內(nèi)，大慶油田于80年代初開始對這一問題進(jìn)行研究，并把其結(jié)果應(yīng)用于大慶的69口井中，平均系統(tǒng)效率達(dá)28.7％。

近年來，隨著研究工作的不斷深入及管理工作的進(jìn)一步細(xì)化，機(jī)采系統(tǒng)效率不斷提高，然而，這些工作主要著眼于機(jī)械改造和提高泵效上，在機(jī)采參數(shù)確定上主要以API標(biāo)準(zhǔn)和《采油工藝原理》為準(zhǔn)則，這些基本準(zhǔn)則存在著一些缺陷，它們既不意味著能量消耗最低，也不意味著機(jī)械損耗最低，只是滿足產(chǎn)量需要和強(qiáng)度要求為基本出發(fā)點。

例如：《采油工藝原理》的選泵原則是根據(jù)選定的抽油機(jī)、產(chǎn)液量和泵掛，在滿足產(chǎn)量要求的條件下，盡可能選小泵。沒有考慮原油物性及井斜的影響。API標(biāo)準(zhǔn)選泵原則是以舉升液體為純水時，各種泵徑條件下光桿功率最低者為所選取的泵徑，沒有考慮原油物性及井斜的影響。又如確定沉沒度原則，即：當(dāng)氣油比＜80m3/m3時，沉沒度要求在50m-200m，實際上，按這一要求確定沉沒度，一般泵效較低。上述原則均不能對采用不同管徑、不同桿柱鋼級所對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行對比，更不能確定不同機(jī)采參數(shù)組合所對應(yīng)的機(jī)械采油成本，其主要原因是沒有計算有桿泵機(jī)采系統(tǒng)效率與油井動、靜態(tài)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系的理論公式，尚缺少科學(xué)合理地確定何種采油方式的依據(jù)。

在一口特定的油井中，為生產(chǎn)同一產(chǎn)量，可采用不同的生產(chǎn)參數(shù)組合來實現(xiàn)，然而不同的機(jī)采參數(shù)組合所對應(yīng)的機(jī)械采油成本是不同的。由于沒有計算有桿泵機(jī)采系統(tǒng)效率與油井動、靜態(tài)參數(shù)的函數(shù)關(guān)系的理論公式，對有桿泵抽汲方式的油井進(jìn)行機(jī)采參數(shù)確定時，不能確定采用何種管徑的油管及何種鋼級的油桿；不能預(yù)測各種參數(shù)組合所對應(yīng)的能量消耗及機(jī)械消耗，難以確定出最佳參數(shù)組合(管徑、桿柱鋼級、泵徑、泵掛、桿徑、沖程、沖次)。如果只根據(jù)產(chǎn)液量、含水率、油氣比、動液面而定，由于不同油藏、不同油層、不同油井的其它原油物性及油層物性以及井斜各不相同，都會不同程度影響著機(jī)采能耗及機(jī)械損耗，因此既使在產(chǎn)液量、動液面、含水率、油氣比完全相同的甲、乙兩井中，同一種參數(shù)組合在甲井中效率高，但在乙井可能效率很低，所以，尚不存在適應(yīng)性廣泛的成熟設(shè)計經(jīng)驗，更沒有以采油功耗最低或綜合經(jīng)濟(jì)效益最好為原則的機(jī)采參數(shù)確定方法。

本發(fā)明目的在于通過分析機(jī)采過程中的能耗，以輸入功率最低或機(jī)采成本最低為原則直接計算確定采油工藝參數(shù)的一種有桿泵機(jī)械采油工藝參數(shù)確定方法。

本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn)：(1)將管徑分別按內(nèi)徑大小依次排序，用D_管(mm)表示；(2)將桿柱鋼級類別分別按強(qiáng)度大小依次排序；(3)將泵徑按尺寸大小依次排序，用D_泵(mm)表示；(4)按泵掛深度大小排序，用H_掛(m)表示；(5)各種沖程按長度大小依次排序，用S(m)表示；(6)將以上參數(shù)一一組合，查出各桿柱組合，計算每一種組合的泵效、沖次，用n(次/min)表示；(7)根據(jù)下列公式分別計算出每一種機(jī)采參數(shù)組合所對應(yīng)的輸入功率P_入：P_入＝P_有-P_膨+∑P_損；其中：

P_有為有用功率(W)

P_膨為原油在泵固定凡爾以上油管脫氣所引起的膨脹功率(W)

∑P_損為∑P_損＝P_u+P_r+P_k

P_u為地面損失功率(W)

P_k為在抽油桿往復(fù)運(yùn)動過程中，抽油桿因與油管發(fā)生磨擦而產(chǎn)生的滑動損失功率(W)

P_r為泵筒以上油管液體因與油管、油桿發(fā)生磨擦而產(chǎn)生的粘滯損失功率(W)；